CS253075B1

CS253075B1 - Equipment for mechanical-optical measurement of lengths and angles

Info

Publication number: CS253075B1
Application number: CS849637A
Authority: CS
Inventors: Vaclav Kure
Original assignee: Vaclav Kure
Priority date: 1984-12-12
Filing date: 1984-12-12
Publication date: 1987-10-15
Also published as: CS963784A1

Abstract

Podstata uvedeného zařízení spočívá v tom, že na objektivu mikroskopu se světelným zdrojem je v měrné rovině pružně uchyceno dotykové tělísko a souřadnice se zjišEují dotknutím obrazu dotykového tělíska se zobrazenou částí dotykového tělíska na ploše měřeného předmětu.' Uvedené zařízení lze použít pro měření souřadnic zejména na ručních souřadnicových měřicích strojích a mikroskopech.The essence of the said device is that a touch probe is flexibly mounted on the objective of a microscope with a light source in the measuring plane and the coordinates are determined by touching the image of the touch probe with the displayed part of the touch probe on the surface of the measured object. The said device can be used for measuring coordinates, especially on hand-held coordinate measuring machines and microscopes.

Description

Vynález se týká zařízení k mechanickooptickému měření délek a úhlů na souřadnicovém měřicím stroji nebo mikroskopu dotykovým způsobem při horním nebo spodním osvětlení měřeného předmětu a dotykového tělíska.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a device for mechanically-optical measurement of lengths and angles on a coordinate measuring machine or a microscope in a contacting manner in the upper or lower illumination of the object to be measured and the contact body.

Jsou známa zařízení k měření na mikroskopech metodou stínového obrazu a dvojobrazým okulárem.Apparatus for measuring on microscopes by the shadow image method and the dual image eyepiece are known.

Jejich nevýhodou je, že přesnost měření závisí na stavu hran, zaostření a clonění, přičemž některé hrany nelze zaostřit.Their disadvantage is that the accuracy of the measurement depends on the state of the edges, focus and aperture, and some edges cannot be in focus.

Dále je známé zařízeni k mechanickooptickému měření na mikroskopu, tvořené nástavcem měrné páky. Jeho nevýhodou je nutnost ručně měnit směr přítlačné síly podle směru měření, velká měřicí síla, přičemž ho nelze použít na předměty o malé tuhosti a dále na šikmých a tvarových plochách. Měření bývá ovlivněno neviditelnou nečistotou měřených ploch nebo dotyku.It is also known to provide a mechanical-optical measurement on a microscope formed by an extension of the measuring lever. Its disadvantage is the necessity to manually change the direction of the pressing force according to the measuring direction, a large measuring force, and it cannot be applied to objects of low stiffness and also to inclined and shaped surfaces. Measurement is influenced by invisible contamination of measured surfaces or contact.

Dále je známé měření na souřadnicových strojích pomocí mikroskopu. Jeho nevýhodou je, že nevyhovuje podmínkám rychlého a objektivního moření. Při ručním nastavování optického středícího systému na výchozí hrany měřeného předmětu, dochází k subjektivním chybám a je náročné na zrak operátora.It is also known to measure on coordinate machines using a microscope. Its disadvantage is that it does not meet the conditions of fast and objective pickling. Manual adjustment of the optical centering system to the initial edges of the measured object causes subjective errors and is demanding on the operator's vision.

Uvedené nevýhody odstraňuje zařízení k mechanickooptickému měření délek a úhlů podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že dotykové tělísko s pružnou tvarovou stopkou je uchyceno na objektivu mikroskopu prostřednictvím držáku, přičemž na dotykovém tělísku je vytvořena horní plocha, která je v jedné rovině s měřicími hranami dotykového tělíska a je rovnoběžná s rovinou měření. Na dotykovém tělísku jsou vytvořeny měřicí hrany, které jsou ostré, přičemž úhel, který svírá horní plocha s boční plochou dotykového tělíska, je menší než 90°.The above-mentioned disadvantages are eliminated by the device for mechanically-optical measuring of lengths and angles according to the invention, which is characterized in that the contact body with a flexible shank is attached to the microscope objective by means of a holder, the upper surface is formed on the contact body. the edges of the stylus and is parallel to the plane of measurement. Measuring edges are formed on the contact body and are sharp, the angle between the upper surface and the side surface of the contact body being less than 90 °.

Výhodou uvedeného zařízení je, že měřený předmět není zaostřen a tak nedochází k subjektivním chybám, měření lze provádět na vnějších i vnitřních plochách. Nulový měřicí tlak umožňuje měření na šikmých a tvarových plochách i na předmětech malé tuhosti dotykovým způsobem. Měření od hran k plochám nebo otvorům lze provádět kontinuálně. Nečistota mezi měřeným předmětem a dotykovým tělískem je dobře viditelná a lze ji snadno odstranit. Tvar dotykového tělíska je možno přizpůsobit měrnému úkolu s dotykovými tělísky čtvercové nebo trojúhelníkové podstavy, je možno měřit kužele a úhly i na krátkých plochách. Výhodná je malá hmotnost a nízká cena měřicího zařízení.The advantage of this device is that the measured object is not in focus and so there are no subjective errors, the measurement can be performed on both external and internal surfaces. Zero measuring pressure enables measurement on inclined and shaped surfaces as well as on objects of low stiffness by the touch method. Measurements from edges to surfaces or holes can be performed continuously. Dirt between the measured object and the stylus is clearly visible and easily removed. The shape of the stylus can be adapted to the measurement task with the stylus of a square or triangular base, cones and angles can be measured even on short surfaces. Low weight and low cost of the measuring device are preferred.

Jedno z možných řešení je schematicky znázorněno na přiložených výkresech, kde na obr. 1 je pohled na zorné pole okuláru v okamžiku dotyku měřeného předmětu s dotykovým tělískem, na obr. 2 je znázorněno celkové možné uspořádání měřicího zařízení s vrchním osvětlením dotykového tělíska á měřeného předmětu, na obr. 3 je znázorněno celkové možné uspořádání měřicího zařízení se spodním osvětlením, na obr. 4 je znázorněna pružná tvarová stopka s kulovým dotykovým tělískem, na obr. 5 je znázorněna pružná tvarová stopka s dotykovým tělískem ve tvaru kulové úseče, na obr. 6 je znázorněna pružná tvarová stopka s dotykovým tělískem ve tvaru komolého jehlanu se čtvercovou nebo trojúhelníkovou podstavou, na obr. 7 a 8 jsou v detailu znázorněny dva možné obvodové tvary horní plochy dotykového tělíska z obr. 6, které tvoří obvod měřicích hran dotykového těliska.One possible solution is schematically shown in the accompanying drawings, in which Fig. 1 is a view of the field of view of the eyepiece at the moment of the object to be touched with the stylus, Fig. 2 shows the overall possible arrangement of the measuring device with the illumination of the object. Fig. 3 shows the overall possible arrangement of the measuring device with under-illumination; Fig. 4 shows a flexible shaped shank with a spherical contact body; Fig. 5 shows a flexible shaped shank with a spherical-shaped contact body; Fig. 6 shows a resilient shaped shank with a frustum-shaped frustum with a square or triangular base; Figs. 7 and 8 show in detail two possible circumferential shapes of the upper surface of the stylus of Fig. 6 which form the circumference of the measuring edges of the stylus.

Měřicí zařízení podle vynálezu je tvořeno dotykovým tělískem 2 pevně spojeným s pružnou tvarovou stopkou 21· Dotykové tělísko 2 je prostřednictvím držáku 10 uchyceno na objektivu mikroskopu 2 opatřeného okulárem 2_. Měřený předmět 2 ^a dotykové tělísko 2 jsou osvětleny lampou 2 spodního osvětlení (obr. 3). Měřená souřadnice 2 j^e určena bodem dotyku zobrazené části 2 a dotykového tělíska 2· ^v dalším uspořádání je dotykové tělísko 2 pevně spojeno s pružnou tvarovou stopkou 11 (obr. 6) spojenou prostřednictvím upínky 12 s lampou 1_ vrchního osvětlení, která je upevněna na objektivu mikroskopu 6 (obr. 2). Dotyková tělíska 2 (obr. 5, 6) použitá při lampě 2 vrchního osvětlení musí mít lesklou horní plochu 2r která je v jedné úrovni s měřicími hranami 21· Dotykové tělísko 2 í^e opatřeno úkosem, který svírá s horní plochou 2 úhel, který je menši než 90°.The measuring device according to the invention is formed by a contact body 2 firmly connected to the flexible shaped shank 21. The object to be measured 2 ^{and the} contact body 2 are illuminated by a lamp 2 of the lower illumination (FIG. 3). Measured are 2 U ^E to the contact point shown in Part 2 and the touch body 2 · ^In another arrangement, the contact body 2 fixedly connected to the elastic shape shank 11 (FIG. 6) via a clamp 12 with a lamp 1_ top lighting, which is mounted on the lens 6 (FIG. 2). Touch body 2 (FIGS. 5, 6) used in a lamp 2 of the top lighting has a glossy upper surface 2r which is flush with the measuring edge 21 · touch body 2 ^te provided with a bevel which forms an angle with the upper surface 2 an angle which is less than 90 °.

Funkce uvedeného zařízení je následující: Dotknutí měřeného předmětu 5 dotykovým tělí.skem 3^ je pozorováno objektivem mikroskopu. V zorném poli okuláru 2_ je jasně zaostřeno dotykové tělísko _3 a z nezaostřeného měřeného předmětu 5. vystoupí zobrazená část £ dotykového tělíska 2· Při dotknutí zobrazené části 4_ dotykového tělíska s dotykovým tělískem 2 vznikne bod dotyku, který určuje polohu měřené souřadnice _1. Zobrazená část £ dotykového tělíska 3^ je v zrcadlovém pohledu a její tvar je určen druhem použitého dotykového tělíska 2· Obvodový tvar měřicích hran 13 dotykového tělíska 2 3^e volen podle měrného úkolu. Pro měření v protilehlých směrech je nutno stanovit měřicí konstantu dotykového tělíska změřením etalonu. Dotykové tělísko 3^ je konstantně nastavené, zaostřené a tím je umožněna libovolná změna polohy mikroskopu. Zařízení pracuje nezávisle na zaostření měřeného předmětuThe function of the device is as follows: Contact of the measured object 5 with the contact body 3 is observed through a microscope objective. In the field of view of the eyepiece 2, the stylus 3 is clearly focused, and from the non-focused measuring object 5, the illustrated portion 4 of the stylus 2 exits. The display portion of the touch body 3 £ ^ is viewed in the mirror and its shape is determined by the type of the touch body 2 · peripheral shape of the edge 13 touch the measuring body ³ and 2 selected by the specific task. For measurements in opposite directions it is necessary to determine the measuring constant of the contact body by measuring the standard. The contact body 3 is constantly adjusted, in focus and thus allows any change in the position of the microscope. The device operates independently of the focus of the measured object

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

Device for mechanically-optical measuring of lengths and angles, in particular on a coordinate measuring machine or microscope under upper or lower illumination of a measured object and a contact body, characterized in that the contact body (3) with flexible shank (11) is mounted on the objective (6) ) of a microscope by means of a holder (10), wherein an upper surface (8) is formed on the contact body (3), which is flush with the measuring edges (13) of the contact body (3) and parallel to the measurement plane.

Device according to claim 1, characterized in that the measuring body (3) is formed on the contact body (3) and is sharp, the angle between the upper surface (8) and the side surface of the contact body (3) being smaller. than 90 °.